Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/7108
Type: Dissertação
Title: The impact of wave-modified wind stress in an ocean circulation model
Author(s)/Inventor(s): Germain, Nicolas
Advisor: Paiva, Afonso de Moraes
Abstract: Uma parametrização da tensão do vento dependente das ondas de superfície foi introduzida no modelo de circulação oceânico HYCOM. O processo físico que rege essa parametrização é o crescimento e a dissipação do campo de ondas. Dois experimentos numéricos foram realizados para a região do Oceano Atlântico Sul: um com o novo efeito devido às ondas e um de controle, sem informação das ondas e utilizado como referência para comparação. Todos os campos de forçantes foram produzidos com base nos dados da reanálise ERA-20C do ECMWF. Uma caracterização espacial e temporal do fluxo de quantidade de movimento sob influência das ondas mostrou, em média, um fluxo mais fraco para todo o domínio (-7% de diferença de tensão). Eventos positivos, nos quais a tensão modificada pelas ondas é mais intensa que a tensão clássica, acontecem durante intensas tempestades, principalmente na região sul do domínio (até +59% de diferença de tensão). A resposta oceânica de longo prazo à diferença de tensões mostra uma forte modificação da TSM em duas áreas específicas: a Confluência Brazil Malvinas (até -0.9 graus) e a Ressurgência de Benguela (até +1.1 graus). As diferenças de TSM são consistentes com os processos físicos sendo modificados pelas ondas (por exemplo, nos casos citados a modificação no bombeamento de Ekman). Os processos físicos relativos às ondas responsáveis por eventos positivos são ilustrados durante duas tempestades: uma na parte sul do domínio e uma perto da costa brasileira. Diferenças positivas intensas da corrente em superfície são registradas, com valores de até 0,56 m/s, diferença representando 43% da abordagem clássica. Estas diferenças encontram-se correlacionadas com a idade e a esbeltez das ondas.
Abstract: A wave-related momentum flux parametrization is introduced in the ocean circulation model HYCOM. The physical process driving this parametrization is the growing and dissipation of the surface wave field. Two numerical experiments are conducted for the South Atlantic: one with the new wave effect included and a control run (without any wave information) used as a reference for comparison. The forcing fields (including the wave-modified ones) are produced based on ECMWF ERA-20C reanalysis data. A temporal and spatial characterization of surface stress under wave effects shows, in the mean, a lesser momentum flux for the whole domain (stress difference of -7%). Positive departures (wave-modified surface stress larger than the classic approach) are found during intense storm events mainly in the Southern region of the domain (up to +59% of stress difference). The long-term ocean response to the stress difference shows a strong SST signature in two particular areas: the Brazil-Malvinas confluence (difference of -0.9°C) and the Benguela upwelling (up to +1.1°C difference). The differences in SST are consistent with both the physical processes being modified by the waves (e.g. the Benguela upwelling being weaker due to an increased local Ekman pumping / weaker surface stress) and with similar numerical studies. The wave-related physical processes responsible for positive events are illustrated during two storm events: one in the Southern part of the domain and a second near the Brazilian Southern coast. Strong positive surface current differences are registered with values up to 0.56 m/s, representing 43% of the classic current approach. The difference is found correlated to the wave-age and the wave slope.
Keywords: Engenharia oceânica
Modelos de circulaçao oceânica
Ondas de superfície..
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jan-2017
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/7108
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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